淺析CAN總線底盤操作面板在移動式港口起重機上的應(yīng)用

張瑞峰

摘要：本文簡述了大型港口起重機操作控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，分析了基于CAN總線的底盤操作面板在移動式港口起重機（簡稱“MHC”）上的應(yīng)用價值。本底盤操作面板集合了32個輕觸式按鍵開關(guān)，通過CAN總線方式與主機電控系統(tǒng)連接通訊，經(jīng)過內(nèi)部邏輯分析處理，操作人員可以在地面上方便地實現(xiàn)對發(fā)動機啟停控制，支腿、懸掛系統(tǒng)的伸縮動作控制以及行走照明、下車集中潤滑操作控制等。同時在面板中心位置集成一個二維傾角角度顯示器，可快速準確地辨別設(shè)備在X軸與Y軸方向的水平狀態(tài)并做出細微的調(diào)整，確保設(shè)備工作作業(yè)的安全性。經(jīng)實際操作使用驗證，此操作面板結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，提高了設(shè)備吊運作業(yè)的精確性、穩(wěn)定性和高效性。

關(guān)鍵詞：移動式港口起重機;CAN總線;底盤;二維傾角

0 引言

近年來，隨著全球港口集裝箱吞吐量的不斷增加以及國家“一帶一路”方針的進一步深入展開，可方便轉(zhuǎn)運同時具備多種功能吊具操作模式的MHC 設(shè)備日益受到市場的青睞，尤其是在空間狹小的港口碼頭，轉(zhuǎn)運極其方便，其實用價值得到充分體現(xiàn)。在此基礎(chǔ)上，客戶對其操作的舒適度、智能化程度以及工作可靠便捷性等方面的需求也越來越高，產(chǎn)品在此方面的表現(xiàn)已成為市場是否選用的決定性因素。而對于大型港口起重機的操作控制也從最初的點對點機械按鈕式控制到如今的集成總線式控制，設(shè)備通過總線通訊連接方式，組成了一個高效、可靠的起重機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，節(jié)約了大量線路敷設(shè)工作量，進而加快了設(shè)備安裝調(diào)試進度，提高了工作效率。

1 底盤概述

MHC 底盤結(jié)構(gòu)輪廓如圖1 所示，主要有底盤總成、車橋、支腿伸縮機構(gòu)以及輪胎式行走機構(gòu)，同時配備獨立懸掛系統(tǒng)裝置，從而使設(shè)備可在不平整的地面上平穩(wěn)運行以及實現(xiàn)多方位的靈活自如移動，不再受碼頭場地軌道、供電電源位置等條件的限制。其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在下車底盤操作功能的多樣化、便捷性：有支腿伸縮、懸掛伸縮以及行走轉(zhuǎn)向等功能，其中轉(zhuǎn)向又可分為正常轉(zhuǎn)向、蟹型轉(zhuǎn)向以及原地轉(zhuǎn)向三種操作模式，非常有利于在各類碼頭移機轉(zhuǎn)運。

然而作為其地面支撐系統(tǒng)的支腿裝置，其承受壓力在吊載作業(yè)之前必須調(diào)整在允許范圍之內(nèi)，確保整機處于相對平衡狀態(tài)。其功能要求如下：在起吊作業(yè)之前四個支腿必須確保其水平及垂直油缸全部伸展到位并觸碰到相應(yīng)的感應(yīng)開關(guān)，同時四個支腿的承載壓力在允許范圍內(nèi)并接近均衡，否則將造成整機傾翻的嚴重事故;反之，設(shè)備在行走之前必須保證其水平及垂直油缸全部收縮到位并觸碰到相應(yīng)的感應(yīng)開關(guān)，否則無法前后行走。這些功能數(shù)據(jù)將由底盤操作面板實時顯示，操作人員在上機操作之前即可完成設(shè)備作業(yè)準備工作。

2 操作面板

2.1 操作面板布局功能

操作面板布局如圖2 所示，功能說明見下表，四個支腿按照藍、黃、綠、紅四種顏色進行區(qū)分，以便于操作人員快速識別和操作。

同時頂部位置設(shè)計有與之對應(yīng)的支腿位置狀態(tài)指示，分別是支腿垂直伸到位、支腿垂直縮到位、支腿水平伸到位以及支腿水平縮到位。

中間圓形區(qū)域內(nèi)有一個十字液晶條碼顯示窗口，每段有五個圓形光點，分別代表設(shè)備的前后、左右高低狀態(tài)，哪個方向光電越多，代表整機在此方向傾向越大，需要及時調(diào)整。只要當正中心位置光點亮?xí)r，整機處于平衡狀態(tài)，方可進行吊載作業(yè)。在中間圓形區(qū)域左側(cè)布置有懸掛模式操作控制按鍵，可以對三組懸掛裝置單動及聯(lián)動操作。

在中間圓形區(qū)域右側(cè)布置有四個支腿同步動作按鍵，另外兩個按鍵分別是底盤潤滑泵及支腿一鍵調(diào)平。在中間圓形區(qū)域上側(cè)布置有發(fā)動機啟/停控制按鍵，下側(cè)兩個按鍵分別是操作面板動作使能和背景光點亮。另外中間圓形區(qū)域四個角上的白色框用來實時顯示四個支腿對應(yīng)的壓力數(shù)值。

2.2 操作面板應(yīng)用說明

操作面板集成采用了CAN 總線通訊方式，首先，上電立即進行自檢，在確保自身COB_ID 節(jié)點以及每組PDO 數(shù)據(jù)幀不存在沖突情況下，面板上每個按鍵同時閃爍點亮一下。若存在沖突，則對應(yīng)按鍵左上角指示燈圓點被點亮;其次，在操作功能動作之前，要把使能按鍵按下，此時面板上其他按鍵功能動作有效，以防止誤碰導(dǎo)致誤動作;最后，在面板上每個按鍵設(shè)計有背光燈及左上角狀態(tài)指示燈，在夜間操作時，可以按下背景燈按鍵，整個面板被點亮，按下某個按鍵時，對應(yīng)左上角狀態(tài)指示燈變綠，動作輸出有效。

3 應(yīng)用前景

該底盤操作面板采用了薄膜輕觸按鍵開關(guān)設(shè)計，整個面板布局設(shè)計合理、緊湊，圖標清晰可辨，便于操作;面板開關(guān)按鍵及數(shù)據(jù)顯示集成采用CAN 總線通訊傳輸，省去了大量現(xiàn)場安裝布線工作，降低了設(shè)備維護故障率;另外集成配置了二維角度顯示器，其精度可達千分之五，便于操作人員對整機狀態(tài)作出精確判斷。通過客戶現(xiàn)場使用驗證，操作面板操作功能穩(wěn)定，質(zhì)量可靠，給人眼前一亮，極大的提高了整機設(shè)備的檔次，進而提升了設(shè)備市場占有率。

參考文獻：

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[2]崔益華，賀水冰. GHC63 智能型多功能移動式港口起重機[J]. 起重運輸機械，2017（09）：113-114.

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